摘　要: 本文主要介紹了臺達自動化產品在木工機械設備——高速往復裁板鋸電氣控制系統上的整合應用，該設備能夠根據用戶預設裁板長度進行快速定長裁板，實現高效率生產加工，操作直觀、靈活。整合應用體現了臺達自動化產品較高的性價比，也是機械設備制造類OEM客戶首選工控品牌。
      關鍵詞：HMI  RS485通訊  編碼器高速計數

      1 前言
      近年來隨著國家經濟快速發展，居民生活水平逐步提高，房地產行業異常繁榮昌盛，商業寫字間和居民住宅裝飾裝修均具有廣闊的市場發展空間，房屋室內外裝修均需要大量木板或者木材成型產品，在這種背景下，包括地板生產企業、家具生產企業等等相關木材加工企業勢必需要大量木工機械設備，以滿足產品生產加工所需。而且隨著國際貿易日趨成熟完善，木工機械出口量也會有穩步增長，經濟觸底反彈，國內需求日趨旺盛，對木工機械設備生產廠家提供了前所未有的發展機遇。由于傳統的電氣控制設備存在精度低、安全性差及故障率高等缺點已經逐漸為現代化自動控制設備所代替。現今木工機械設備的自動化程度愈來愈高，根據設備不同會應用到不同種類的工業自動化產品，如：人機界面、PLC、變頻器、伺服系統、編碼器、溫控儀表等各類產品。客戶往往可以根據控制對象的不同選擇相應的設備來進行控制系統的構建。
      本文論述的高速裁板鋸控制系統是一個很好的臺達自動化產品整合應用案例。基于臺達的DVP系列 PLC和變頻器等產品，實現先進的高速往復裁板鋸電氣控制系統，值得同行借鑒

      2　工藝分析
      高速裁板鋸是一種通用木工機械設備產品，顧名思義，設備主要功能就是按照用戶設定的剪裁長度，快速實現裁板過程，設備要求往復運動，動作效率高，可以實現高效率加工定長木板。具體來說，待加工的木板快速送入鋸片下面，床身上面，電機拖動鋸片快速退回原點，然后鋸片下降，電機迅速前進實現切板，到達目標長度位置之后，電機停止前進，鋸片上升，電機拖動鋸片快速退回原點，等待下一次木板加工動作指令。由于其設備工藝動作相對簡單，電氣控制系統程序相應較容易實現。

      3　控制系統
      3.1控制系統框圖
控制系統框圖如圖1所示：

圖1 控制系統框圖

      3.2控制系統配置表
      控制系統技術方案配置如表1所示：

  表1 控制系統技術方案配置

      上述表格僅僅羅列出了控制系統主要電氣元件，此外還包括低壓電器（低壓斷路器、交流接觸器、中間繼電器、主令按鈕、指示燈等）、位置傳感器（光電傳感器、行程開關等），此處不予贅述。

      3.3設備工作方式
      系統具有手動、自動和調試三種工作方式。
      （1） 手動方式用于按鈕操作設備運行，這通常是在主控室上位機上進行；
      （2） 自動方式用于按照設定的參數自動運行工作循環，正常自動運行時通常采用此方式；
      （3） 調試方式用于調試設備、長度測量等工藝動作，此操作是在檢修或者調試新設備時采用。
      注意：參數一旦設定，不得隨意更改，以免發生意外；現場的手動方式操作必須由經過培訓的操作員才可進行。調試方式只有在設備空閑且不影響生產時才可進行，注意必須是專業工程師才可進行操作。

      4　人機界面
      下面介紹上位機人機界面畫面及其工藝動作。
      （1） 程序主界面
      人機畫面程序主畫面如圖2所示：選擇設備工作方式，工藝參數設定，系統報警畫面切換。

 
圖2 程序主界面

      （2） 程序自動運行
      人機畫面程序自動畫面如圖3所示：設定剪裁長度，顯示鋸片當前位置等。

圖3  程序自動運行畫面

      （3）手動運行
      手動運行畫面如圖4所示：顯示當前鋸片位置，可以手動控制壓料氣缸，鋸片運行，鋸片升降氣缸，鋸片前進、后退等等工藝動作。

 
圖4  手動運行畫面

      （4）程序調機
      人機畫面程序調機畫面如圖5所示：按照不同的床身有效行程，設定鋸片行程，將鋸片退回原點，按下清零按鈕，PLC程序中高速計數器清零，按下測量啟動按鈕，準備測量鋸片行程對應的編碼器計數值，按下前進按鈕不松手，鋸片到達行程開關位置停止，此時復位測量啟動按鈕，完成鋸片行程學習過程。按下后退按鈕，鋸片重新回到原點位置，設備可以進行自動加工動作，按照設定的長度和鋸片行程的比例關系，PLC推算出對應的編碼器計數值，當鋸片自動前進運行到達計數值后，鋸片停止，然后快速退回原位。

 
圖5   調機畫面

      （5）程序參數設定
      人機畫面程序參數設定畫面如圖6所示：設定自動運行各個工藝動作之間的延時時間，還可以設定變頻器運行頻率，改變鋸片前進和后退的電機轉速，此時，變頻器通過RS485通訊接口直接和人機界面COM2相連，采用人機界面宏指令編程功能實現判斷變頻器正轉和反轉命令，再分別把正轉頻率值和反轉頻率值傳送給變頻器。

 
圖6   程序參數設定畫面

 
圖7 關鍵宏指令程序

      5 結語
      根據客戶設備技術要求，基于臺達自動化產品，成功提供給客戶一套成熟可靠的系統控制方案，加上提供給客戶完善的現場調試等技術服務，高速往復裁板鋸設備整個系統獲得完滿成功，得到客戶的充分認可。運行實踐表明，系統性能穩定，安全可靠，性價比高，值得業界同行借鑒和推廣。

      【參考文獻】
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[2] 郭宗仁等. 可編程序控制器應用系統設計及通信網絡技術. 人民郵電出版社，2002
[3] 變頻器在工業中的選擇與應用 劉繼黨等 科技信息    2009年第23期